EPDM非线性力学行为及其拉伸速率特性研究

作     者：李占龙 任国祥 王瑶 秦园 张正 LI Zhanlong;REN Guoxiang;WANG Yao;QIN Yuan;ZHANG Zheng

作者机构：太原科技大学机械工程学院太原030024 

出 版 物：《应用力学学报》 (Chinese Journal of Applied Mechanics)

年 卷 期：2024年第41卷第3期

页      面：666-672页

学科分类：07[理学] 070305[理学-高分子化学与物理] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.51805347) 山西省基础研究计划资助项目(No.20210302124444) 中国博士后科学基金资助项目(No.2019M661058) 山西省高等学校科技创新项目(No.2019L0635) 

主　　题：EPDM 黏弹性 拉伸速率 迟滞 

摘      要：为研究三元乙丙(ethylene propylene diene monomer, EPDM)力学行为的拉伸速率依赖性,分别开展了拉伸速率为3、30、300、500 mm/min下EPDM的单轴拉伸实验,分析了EPDM非线性力学行为规律及其拉伸速率特性。基于分数阶Kelvin-Vogit模型、ZWT模型和OGDEN模型,对应变160%时不同拉伸速率的实验曲线进行了拟合,对比研究了模型的表征能力。结果表明,EPDM全程加载曲线呈典型“S型,具有显著的非线性迟滞特性,且拉伸速率越大迟滞环面积越大,阻尼损耗能力越强;在应变大于68%阶段,EPDM力学行为的拉伸速率特性显著,并呈现硬化现象。分数阶Kelvin-Vogit模型和OGDEN模型适用于EPDM在低拉伸速率下、应变低于68%阶段黏弹性材料的力学行为的表征;ZWT模型适用于EPDM在高拉伸速率下应变高于100%阶段黏弹性材料的力学行为的表征,且ZWT模型在低拉伸速率下也具有较好的拟合效果。研究结果可为EPDM制品的性能评估及优化提供有益参考。